基于应力路径和塑性评估的应力调整分析方法.pdf

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1、第30卷第10期2013年10月公路交通科技JoumalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVoL30No．100ct．2013doi：10．3969／j．issn．1002-0268．2013．10．015基于应力路径和塑性评估的应力调整分析方法陈亮，陈寿根，张恒(西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，ImJIl成都610031)摘要：探讨了采用I_ambe应力路径、主应力空间及塑性评估指数分析围岩应力调整和屈服的方法，并以锦屏二级水电站引水隧洞西端绿泥石

2、片岩段施工为依托，采用有限差分软件FLAC”模拟和分析了高地应力条件下工程软岩隧洞采用长台阶法开挖过程中围岩的应力调整特征。分析发现采用主应力空间法表示应力路径和计算塑性评估指数时同时考虑了3个主应力的影响，计算结果较采用Lambe应力路径法更为直观和准确；同时模拟结果显示，隧洞开挖过程中围岩应力调整主要集中在离掌子面1．5B的范围，且拱项较边墙及仰拱先进入塑性状态。关键词：隧道工程；软岩隧洞；数值模拟；应力路径；高地应力；塑性评估中图分类号：U451+．2文献标识码：A文章编号：1002—0268(2013)10—00

3、80—06AnalysisMethodsofStressAdjustmentBasedonStressPathandPlasticAssessmentCHENLiang，CHENShou—gen，ZHANGheng(KeyLaboratoryofTransportationTunnelEngineeringofMinistryofEducation，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：Analysismethodsofsurrou

4、ndingrockstressadjustmentandyieldarediscussedbasedonLambestresspath，principalstressspaceandplasticassessmentindex．Thestressadjustmentcharacteristicsofsurroundingrockduringtunnelexcavatingbylongbenchmethodinsoftrockwithhighgroundstressisinvestigatedusingfinitediff

5、erencesoftwareFLAC叫，relyingonconstructionofthewesternsectiondiversiontunnelswithchloriteschistsurroundingrockatJinpingIIhydroelectricstation．Theanalysisshowsthat(1)stresspathexpressedbyprincipalstressspacemethodandplasticassessmentindexmethodaremoreintuitiveandac

6、curatethanusingLambestresspathmethodbecauseofthreeprincipalstressesareconsidered；(2)stressadjustmentofsurroundingrockoccursmainlyinthefrontandrearsides1．5Bawayfromthetunnelfaceintheprocessofexcavation，andarchel'ownrockentersplasticstateearlierthansidewallandinver

7、tedarch．Keywords：tunnelengineering；softrocktunnel；numericalsimulation；stresspath；highgroundstress；plasticassessment0引言隧道开挖过程中，围岩应力变化是研究的重点。掌握围岩应力调整及分布规律对优化隧道设计和施工有着重要的意义。本文以实际工程为例，介绍了采用应力路径和塑性评估分析开挖过程中围岩应力调整的方法，并对比了采用不同分析方法得出的结果，为今后有关岩石应力调整的研究提出参考和借鉴。1应力路径摩尔一库伦准则

8、‘13已广泛运用于岩土工程的力学分析中，但在表示连续应力变化状态时需要绘出多个摩尔圆，导致分析过程繁琐且不直观。因此Lambe‘2。1发展出应力路径法来表示应力变化的轨收稿日期：2012一ll一21基金项目：中央高校基本科研业务专项基金项目(SWJTUllZT33)；教育部创新团队发展计划项目(IRT0955)作者简